干細(xì)胞治療帕金森氏病影片

1、第 4 單元,生物科技簡(jiǎn)介-基因工程的發(fā)展及其對(duì)社會(huì)的影響,授課老師 羅竹芳,【本著作除另有註明外，採取創(chuàng)用CC「姓名標(biāo)示－非商業(yè)性－相同方式分享」臺(tái)灣2.5版授權(quán)釋出】,,基因工程與我們 (影片1’11),,,George Gastin,,【突變】意外地變成使人類瞭解自體形成的一種途徑（影片1'23 ）,突變-由於缺乏程序性細(xì)胞死亡造成腳中間兩趾無法完全分離,,Pschemp,,由細(xì)菌談起何謂遺傳工程？,細(xì)菌無所不在。

2、過去除了少數(shù)被人類利用來釀酒、做起司的細(xì)菌外，我們一直以為細(xì)菌對(duì)人類文明的助益不大，這個(gè)觀念一直到1970年代科學(xué)家開發(fā)了重組DNA技術(shù)（recombinant DNA technology）才開始有了重大的轉(zhuǎn)變。重組DNA技術(shù)簡(jiǎn)單來說是應(yīng)用一連串的技術(shù)，在試管中將不同來源—甚至不同生物—的遺傳物質(zhì)剪接在一起，然後轉(zhuǎn)移到某個(gè)生物 （例如細(xì)菌） 體內(nèi)，在那裡進(jìn)行新基因的表現(xiàn)。,大腸桿菌，10,000x,生物科技的工具-限制酶,Restr

3、iction Endonucleases,細(xì)菌,細(xì)菌之染色體,,,純化出來的質(zhì)體,重組質(zhì)體,欲轉(zhuǎn)殖的基因,DNA,,含欲選殖某基因的細(xì)胞,純化出來的細(xì)胞DNA,重組質(zhì)體轉(zhuǎn)送至細(xì)菌,重組型細(xì)菌,得到大量基因拷貝以做後續(xù)應(yīng)用,得到大量重組蛋白質(zhì)以做後續(xù)應(yīng)用,細(xì)菌複製,,,可運(yùn)用某些蛋白質(zhì)（生長(zhǎng)激素HGH）治療身高過矮,以基因改造細(xì)菌，再運(yùn)用這種細(xì)菌消除有毒廢物或臭味,,將抗蟲害基因殖入植物體內(nèi),,可運(yùn)用某些蛋白質(zhì)（血栓溶解劑）溶解血

4、塊，以預(yù)防心臟病發(fā)作,質(zhì)體,生物科技的工具-2-質(zhì)體,,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,複製生物Reproductive Cloning,,複製植物,單一細(xì)胞,小植株,胡蘿蔔,細(xì)胞分裂,胡蘿蔔,,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,桃莉羊,出生: 桃莉羊從一隻成年羊的乳腺細(xì)胞複製而來，1996年7月5日出生於蘇格蘭愛丁堡羅斯林研究所(Roslin Institute) ，六個(gè)月後才公諸於世，牠配稱全世界第一隻複製哺乳動(dòng)物。,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,白面母羊,黑面母羊,自白

5、面母羊乳腺取出細(xì)胞,抽換細(xì)胞核,自黑面母羊取出受精卵並且除去DNA,桃莉羊-複製羊,用電擊法將兩個(gè)細(xì)胞融合,融合細(xì)胞分裂發(fā)育為胚胎,胚胎移殖至另一隻黑面母羊,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,1998年及1999年與一隻公羊交配，共生下四隻小羊 。期間，羅斯林研究所中的科學(xué)家指出，桃莉羊的 DNA 有缺陷，一般認(rèn)為這是造成桃莉羊有早老的現(xiàn)象主要原因 。2002年當(dāng)牠五歲半時(shí)，被診斷出罹患關(guān)節(jié)炎 。2003年年屆六歲的桃莉羊，罹患末期肺病，二月

6、中旬執(zhí)行安樂死，結(jié)束其絢麗的一生 (一般而言羊的壽命約是12年左右) 。,,桃莉羊的一生,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,,在發(fā)展生產(chǎn)複製新生物的嶄新領(lǐng)域中，人類不知道會(huì)製造出甚麼樣的生物， 也不能控制讓不想要的特質(zhì)表現(xiàn)在新生物身上。人非萬能，人類在創(chuàng)造新生物時(shí)該扮演甚麼樣的角色呢 ?,桃莉羊給人的省思,複製的動(dòng)物和原來的《本尊》並不相同。複製動(dòng)物可能帶有他的《本尊》所沒有的缺陷。,,複製非人類哺乳動(dòng)物,複製胚胎之發(fā)展歷程 (影片5'15),

7、在基礎(chǔ)研究、農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥上的應(yīng)用,複製豬以供異種器官移植,,體細(xì)胞中欲轉(zhuǎn)殖之基因,分裂成胚胎,卵,移除細(xì)胞核,生殖複製,醫(yī)療複製,小羊,代理孕母,組織培養(yǎng),將細(xì)胞核與移除細(xì)胞核的卵融合,,生殖複製(Reproductive cloning)與醫(yī)療複製(therapeutic cloning),臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,,兩種類型的複製（影片3'43）,蒙貝利亞爾牛,,PRA,,什麼是幹細(xì)胞？,指的是胚胎或成體中，一群未完全分化（或未分化）

8、的細(xì)胞，可經(jīng)由細(xì)胞分裂、增生出另一個(gè)完全相同的細(xì)胞，亦可經(jīng)由分化( differentiation )，形成多種特定功能的成熟細(xì)胞 ( 例肝細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。,一個(gè)從H9亞型細(xì)胞株複製的胚胎幹細(xì)胞，A colony of embryonic stem cells, from the H9 cell line (NIH code: WA09). Viewed at 10X with Carl Zeiss Axiovert scope.,

9、,依據(jù)其分化能力區(qū)分幹細(xì)胞,全能幹細(xì)胞（Totipotent stem cells）－亦稱「完整潛能幹細(xì)胞」，具有完全分化能力的幹細(xì)胞，每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體的潛力。潛能幹細(xì)胞（Pluripotent stem cells）－能分化成多種細(xì)胞，但無法分化成所有種類的細(xì)胞，因此也無法發(fā)育成一完整胚胎、個(gè)體。,,胚胎幹細(xì)胞,卵,精子,囊胚,胚細(xì)胞,胚胎幹細(xì)胞,,胚胎,,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,肝細(xì)胞,心肌細(xì)胞,不同的分化細(xì)胞,不

10、同培養(yǎng)條件,神經(jīng)細(xì)胞,胚胎幹細(xì)胞,,胚胎幹細(xì)胞及其在培養(yǎng)時(shí)可分化成各種組織細(xì)胞,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,,依據(jù)取得來源區(qū)分幹細(xì)胞,胚胎幹細(xì)胞（Embryonic stem cells）：一般指取自囊胚內(nèi)細(xì)胞質(zhì)塊、培養(yǎng)於特定條件下所得之幹細(xì)胞，具有自我增生、複製與分化成各種細(xì)胞、甚至完整個(gè)體的潛力。成體幹細(xì)胞（Adult stem cells）：其中，「造血幹細(xì)胞」（來自於骨髓、周邊循環(huán)血液臍帶血）與「間質(zhì)幹細(xì)胞」兩大類最受重視，可分化成

11、骨髓細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肝臟、軟骨、肌肉等組織。,,幹細(xì)胞的應(yīng)用,幹細(xì)胞之應(yīng)用，最終目的不外乎是希望能治療人類疾病，諸如： 阿茲海默癥 帕金森氏癥 腫瘤 免疫缺損 自體免疫疾病 造血疾病等 或是應(yīng)用至組織修復(fù)、器官移植上,,幹細(xì)胞治療帕金森氏病 (影片6’),在腦深部插入電極以電刺激治療帕金森病,,Thomasbg,,幹細(xì)胞所帶來的問題,科學(xué)發(fā)展至今，幹細(xì)胞在再生醫(yī)療（Regener

12、ative medicine）上，已被賦予無限的期許。但是它的來源、它的用途以及它對(duì)人類倫理、法律、社會(huì)等層面的衝擊，是極具爭(zhēng)議的議題。在多種幹細(xì)胞中，以胚胎幹細(xì)胞最原始、分化能力最強(qiáng)；但是，「受精卵究竟有無生命？破壞胚胎是否算是殺害生命？」「一個(gè)受精卵是否具有人權(quán)？」等議題，都直接挑戰(zhàn)人類對(duì)生命的定義以及人性的尊嚴(yán)。而對(duì)於臍帶血中幹細(xì)胞的取得，爭(zhēng)議雖不若胚胎幹細(xì)胞，但是，臍帶血的所有權(quán)，是屬於嬰兒或是父母親？更重要的是，臍帶血存放

13、者所留存的資料，是否會(huì)有隱私外洩之顧慮？這些都是亟需立法嚴(yán)密規(guī)範(fàn)的。,遺傳改造生物-基因改造生物 Genetically modified organisms, GMO,轉(zhuǎn)基因李含C5的基因，耐李痘病毒,轉(zhuǎn)殖基因植物-基因沉默,,Gene Manipulation 舉例,Marjori A. Matzke, Antonius J. M. Matzke; credit Jan Kooter for the left and middl

14、e images, and Natalie Doetsch and Rich Jorgensen for the right images,黃水仙,野米,麴黴-真菌,豆類,將攜鐵蛋白基因從豆類轉(zhuǎn)入米,將β-胡蘿蔔素合成酶的基因從黃水仙轉(zhuǎn)入米,將肌醇六磷酸酶-植酸酶基因從真菌轉(zhuǎn)入米,將金屬硫蛋白基因從野米轉(zhuǎn)入米,金屬硫蛋白提供更多的硫會(huì)增加鐵的被吸收,Rice Chromosome,攜鐵蛋白增加黃金米的鐵含量,植酸酶破壞「會(huì)抑制小腸吸收

15、鐵」的植酸,β-胡蘿蔔素合成酶合成一種維生素A的前驅(qū)物-β-胡蘿蔔素,,,,,,,,,基因轉(zhuǎn)殖米-黃金米,臺(tái)灣大學(xué) 羅竹芳,EPSP(5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸) synthetase：植物利用EPSP合成酵素生產(chǎn)芳香族胺基酸Roundup(農(nóng)達(dá))：一種強(qiáng)力除草劑只要生長(zhǎng)旺盛的植物都會(huì)被它殺死Glyphosate：Roundup (農(nóng)達(dá))除草劑的活性成分、在環(huán)境中易分解 Glyphosate (嘉磷塞) : 抑制植物 EP

16、SP 合成酵素活性，使植物無法產(chǎn)生所需芳香族胺基酸而致死人類不受Roundup(農(nóng)達(dá))除草劑的影響，因?yàn)槿祟悷o法製造芳香族胺基酸，人類完全透過所吃的植物中取得。,,抗(耐)殺草劑(Herbicide Resistance),由細(xì)菌找到突變的EPSP 合成酵素基因 (和正常只有一個(gè)鹼基不一樣) 將細(xì)菌的EPSP合成酵素基因 轉(zhuǎn)殖到植物，結(jié)果對(duì)Roundup (農(nóng)達(dá))除草劑有抗力,,抗(耐)殺草劑轉(zhuǎn)殖植物,,生物科技與智慧財(cái)產(chǎn),自然篩選

17、-看好唯一能表達(dá)基因的母豬，因?yàn)樽哟鷮⑦z傳母親的性狀，並導(dǎo)致更高的後代育成率。,,基因改造失敗豬（影片0”49）,A New Theory for the Evolution of Genomic Imprinting. Gross L, PLoS Biology Vol. 4/12/2006, e421. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0040421,1985：美國(guó)能源部( US D

18、OE )提出構(gòu)想 1990：美國(guó)國(guó)會(huì)通過30億美元的經(jīng)費(fèi)，由國(guó)家衛(wèi)生院( NIH )領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行15年計(jì)畫(六個(gè)國(guó)家之二十個(gè)中心組成聯(lián)盟)1998：定序科技的突破(快速、自動(dòng)化功能)；民間公司參與競(jìng)爭(zhēng)2000：完成人類基因體初稿( Human genome rough draft published )2003：宣告全完成人類基因體定序( finished sequence ),,人類基因體計(jì)畫(Human Genome Proje

19、ct; HGP)簡(jiǎn)史,後基因體時(shí)代來臨：新的醫(yī)藥及分子檢驗(yàn)試劑之發(fā)明個(gè)體治療觀念（Single Nucleotide Polymorphism）農(nóng)林漁產(chǎn)品之改良環(huán)境應(yīng)用法醫(yī)之診斷道德，法律及社會(huì)問題（Ethical, Legal, Social Issues, ELSI）,,人類基因圖譜之影響,,加拿大東部－紐芬蘭島,當(dāng)?shù)厝说奶厣捍蟀攵际?7－19世紀(jì)間從英國(guó)或冰島移民而來。以捕魚、森林、石油維生，生活辛苦。居民很少

20、和外界接觸?？偣布s有 25,000 人的封閉型社會(huì)。具有第四個(gè)資產(chǎn)－罕見的人類基因資料( 因?yàn)槿嗣穸加邢嗤倪z傳性疾病 ) 。,,加拿大東部紐芬蘭島的特色 據(jù) NHK2004/02/05的報(bào)導(dǎo),十年前，美國(guó)德州一個(gè)民間研究所到紐芬蘭島上做基因的研究，並且由當(dāng)?shù)氐尼t(yī)生協(xié)助，總共研究 1,000 個(gè)過去有心臟病的人的資料。,,事件,,1993年研究計(jì)畫的通知,調(diào)查人：由當(dāng)?shù)丶~芬蘭的醫(yī)生負(fù)責(zé)調(diào)查目的：瞭解心臟病發(fā)生的關(guān)係原因調(diào)查項(xiàng)

21、目：心臟病發(fā)生與遺傳親屬罹病情形遺傳法則人民不完全知道檢查項(xiàng)目，只記得被採血,,生物倫理學(xué)家的意見,假如發(fā)現(xiàn)受檢查的人發(fā)生某種病，工作人員有義務(wù)告知對(duì)方，在檢查中發(fā)現(xiàn)受試者（合作檢查的人）可能會(huì)發(fā)生某種病，也應(yīng)該要採取預(yù)防治療措施。調(diào)查工作應(yīng)以符合倫理的手段進(jìn)行，而讓?shí)u上的人也應(yīng)被禮遇得到一種利益，讓受試人民提前做預(yù)防或適當(dāng)?shù)闹委煿ぷ鳌?,思考,當(dāng)面對(duì)： 『紐芬蘭這個(gè)地方，是研究遺傳性疾病的天堂！』的說法時(shí)：媒體

22、到底應(yīng)該扮演甚麼樣的角色？從事這專案研究檢查的人，應(yīng)該要按照倫理道德來進(jìn)行檢查 。檢查的結(jié)果，應(yīng)該告知當(dāng)?shù)厝?，還給她們一個(gè)公道，讓他們受益、瞭解有什麼病、怎樣去治療，這樣才是正面的調(diào)查目的。 加拿大根本沒有法律約束檢查的內(nèi)容。但基因的調(diào)查，應(yīng)該要有一定的法律規(guī)範(fàn)。,Page 39,Page 39,Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Stev

23、en A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition.Chapter 15.page286~301. San Francisco: Benjamin Cummings.Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. W

24、asserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition.Chapter 38.page815~817.San Francisco: Benjamin Cummings.Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman

25、, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition.Chapter 20.page396~422.San Francisco: Benjamin Cummings.Peter H. Raven, George B. Johnson (2002). Biology. 6th edition, Chapter 19. Boston Burr Ridg

26、e: McGraw Hill.Peter H. Raven, George B. Johnson (2005). Biology. 7th edition, Chapter 16. Boston Burr Ridge: McGraw Hill.,參考書目,Page 40,http://bbsc.imb.sinica.edu.tw/tutorials/biotechnology.php有關(guān)超人－李維克里斯多夫的後續(xù)報(bào)導(dǎo)http://w

27、ww.kintera.org./customsites/CRF/default.htmhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2007/announcement.html,,參考網(wǎng)站：,Page 41,Page 41,National geographic基因複製Discovery 基因工程Discovery 基因的秘密Discovery 遺傳基因Discov

28、ery DNA人體解碼 NHK 基因的研究，2004年2月14日,參考影片,,版權(quán)頁3-1,,版權(quán)頁3-2,,版權(quán)頁3-3,Page 45,本 ppt 內(nèi)『引用圖片』之資料來源,GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation 請(qǐng)?jiān)]明本著作採用GNU Free Docum

29、entation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation. 遵循其規(guī)定。並標(biāo)明作者、網(wǎng)址。WIKI -This image has been (or is hereby) released into the public domain by its author.請(qǐng)?jiān)]明本著作採用WIKI public d

30、omain 相關(guān)條款。遵循其規(guī)定。並標(biāo)明作者、網(wǎng)址。創(chuàng)用CC-Creative Commons請(qǐng)?jiān)]明本著作採用之創(chuàng)用CC授權(quán)條款，遵循其規(guī)定。並標(biāo)明作者、網(wǎng)址。,,,Page 46,圖片若出自相關(guān)的『自由分享媒體資料庫』，該圖片資料將標(biāo)明使用規(guī)則標(biāo)記、圖片網(wǎng)址出處、作品創(chuàng)作年、作者名。圖片若非出自相關(guān)的『自由分享媒體資料庫』，而該圖片又不屬於本PPT創(chuàng)作者，本PPT創(chuàng)作者雖已獲同意並經(jīng)授權(quán)使用，然並無再授權(quán)之權(quán)利，凡此類圖片皆